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L'agroalimentaire : un art ou une science ?

A chef assembling a hamburger
Published: mars 16, 2022
Biogaz
Serres et agriculture intérieure
Mesures industrielles
Mesures de liquides

Jour après jour, les dirigeants politiques du monde entier affirment que leurs décisions sont « guidées par la science », et la population est de plus en plus consciente de la manière dont la science affecte tous les domaines de la vie. Dans l'article suivant, nous nous concentrerons sur le rôle moteur de la science dans l'industrie de l'alimentation et des boissons et montrerons comment les technologies de Vaisala contribuent à optimiser la production alimentaire durable.

Il est facile de comprendre que l'art occupe une position centrale dans l'industrie alimentaire et des boissons, la créativité et l'imagination étant essentielles dans l'emballage et la publicité, ainsi que dans le développement de produits. Et pourtant chez Vaisala, nous sommes d'avis que le rôle dominant revient à la science : développement de technologies de mesure, assistance dans la formulation du produit, optimisation des processus, protection de la sécurité, assurance qualité, garantie de la cohérence du produit et autonomisation de la durabilité. À l'avenir, comment la science aidera-t-elle l'industrie à surmonter ses derniers défis ?

 

Les défis

Selon la FAO (1), près d'une personne sur trois dans le monde (2,37 milliards) n'avait pas accès à une alimentation correcte en 2020. Les pays les plus touchés se trouvaient en Afrique et en Asie - à une époque où ailleurs, les principaux défis liés à l'alimentation étaient l'obésité et le gaspillage alimentaire. La sécurité alimentaire, la nutrition et l'accessibilité posent des défis croissants.

La pénurie d'eau peut être définie comme une eau douce qui ne remplit pas les exigences normales. Ceci peut être dû au changement climatique (sécheresse), à la contamination de l'eau, à une utilisation excessive ou inefficace de l'eau, ou à une infrastructure hydraulique insuffisante ou défaillante. Selon les Nations Unies (2), en l'absence de mesures d'adaptation, le nombre de personnes qui souffrent du manque d'accès à l'eau potable pendant un mois au minimum par an passera de 3,6 milliards aujourd'hui à plus de 5 milliards d'ici 2050. Encore une fois, il devient impératif d'améliorer l'efficience et de réduire le gaspillage.

Le changement climatique menace les cultures qui peuvent être anéanties par la sécheresse, les inondations, les ouragans, etc. Selon le Bureau des Nations Unies pour la réduction des risques de catastrophe (3), les catastrophes liées au climat ont pratiquement doublé au cours des 20 dernières années. Une plus grande résilience est donc nécessaire dans nos systèmes agricoles.

Une durée de stockage limitée pour de nombreux produits soumet l'industrie agroalimentaire à des risques supplémentaires et la rend plus vulnérable aux problèmes de la chaîne d'approvisionnement. Par conséquent, il existe une forte demande pour les mesures visant à améliorer la résilience et à protéger la continuité des activités. En plus des problèmes de coût et de durabilité, les chaînes d'approvisionnement doivent être courtes, rapides, sûres et traçables. Outre des produits durables, les consommateurs désirent également de meilleurs emballages, moins dépendants des plastiques.

Les consommateurs demandent de plus en plus des aliments sûrs, sains et nutritifs.  Une pression croissante est donc exercée sur les fabricants qui les contraint à améliorer l'étiquetage, en fournissant davantage d'informations sur les ingrédients qui affectent directement la santé comme le sucre, le sel et la valeur calorique. Les consommateurs recherchent également de plus en plus souvent des produits à faible empreinte carbone, ce qui promeut le développement des substituts de viande, par exemple. Les différents distributeurs ont besoin d'informations sur l'empreinte carbone. Souvent, ceci inclut désormais les émissions du champ d'application 3, celles qui surviennent en dehors de leurs propres opérations.

Avec la flambée des prix mondiaux de l'énergie et des denrées alimentaires, les fabricants d'aliments et de boissons subissent des pressions environnementales et financières pour améliorer l'efficience énergétique, réduire les déchets et augmenter l'utilisation des énergies renouvelables - éolienne, solaire et biogaz.

 

La science chez Vaisala

La science offre des solutions à tous les défis cités ci-dessus, et Vaisala participe activement à bon nombre d'entre eux. Par exemple, Vaisala est le premier fabricant mondial d'équipements météorologiques, permettant aux scientifiques de suivre le changement climatique et les phénomènes météorologiques extrêmes. De plus, les instruments de mesure industriels Vaisala permettent de mieux gérer les processus agroalimentaires, ce qui :

  • améliore l'efficacité
  • améliore et protège la cohérence et la qualité du produit
  • diminue la consommation d'énergie
  • réduit les déchets
  • fait baisser les coûts
  • améliore la durabilité de l'industrie et contribue à lutter contre le changement climatique

Les technologies Vaisala sont largement utilisées dans l'industrie agroalimentaire, comme le montrent les nombreux exemples ci-dessous, mais comparé à la réputation mondiale de Vaisala dans le domaine de la météorologie, ce département est moins connu. C'est peut-être l'un des secrets les mieux cachés de l'industrie agroalimentaire, mais aussi l'un des atouts les plus puissants.

La marque Vaisala est à l'image de notre mission, fournir des observations pour transformer notre planète en un monde meilleur grâce à l'innovation qui repose sur quatre valeurs clés :

  1. Orientation client – fournir des solutions de mesure qui répondent aux besoins des clients
  2. Innovation pionnière – l'amélioration continue basée sur la curiosité
  3. Collaboration – avec les partenaires, les parties prenantes et la communauté scientifique mondiale
  4. Intégrité – honnêteté, diversité, respect, fiabilité et durabilité

Dans l'industrie agroalimentaire, les produits Vaisala sont utilisés à chaque étape de la chaîne de valeur ; de l'agriculture, à la transformation, au stockage, à la distribution, à la vente au détail et à la gestion des déchets.

 

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Food processing from agriculture to consumers

Technologies Vaisala

Avec l'exactitude et la fiabilité sur long terme comme pré-requis dans tous les programmes de développement, les produits Vaisala ont acquis une réputation internationale enviable et sont désormais installés sur plus d'une planète ! En effet, les capteurs d'humidité et de pression Vaisala sont utilisés actuellement sur tous les continents de la Terre, ainsi que sur Mars dans les rovers Curiosity et Perseverance de la NASA.

 

Humidité

Certaines des technologies de base de Vaisala englobent des méthodes de mesure considérées par beaucoup comme des normes industrielles. Par exemple, l'humidité est l'une des mesures les plus fréquentes, communes à presque toutes les industries. En 1973, Vaisala a développé le premier capteur d'humidité capacitif pourvu d'un film polymère à couche mince au monde, HUMICAP®, ce qui a considérablement amélioré l'exactitude et la fiabilité des mesures, avec des avantages majeurs, notamment la stabilité à long terme et l'insensibilité à la condensation, à la saleté et à la plupart des produits chimiques. Par conséquent, les sondes d'humidité Vaisala sont couramment utilisées dans les processus alimentaires comme le séchage, la cuisson, la pâtisserie, etc. Les applications sont pratiquement infinies ; en partie parce qu'une humidité excessive dans les aliments peut les détériorer.

 

Dioxyde de carbone (CO2)

Le dioxyde de carbone permet aux plantes de pousser par photosynthèse. C'est pourquoi, de nombreux horticulteurs augmentent les niveaux de CO2 des serres en vue d'augmenter la production. Le CO2 est également utilisé dans les boissons gazeuses et pour la fabrication d'aliments périssables. Tous ces processus nécessitent un contrôle étroit et constituent donc des applications idéales pour la technologie de détection Vaisala.

Le capteur de dioxyde de carbone Vaisala CARBOCAP® est doté d'un filtre interféromètrique Fabry-Perot (FPI) innovant, micro-usiné et ajustable électriquement qui permet d'effectuer une mesure de référence afin de compenser toutes les modifications potentielles de l'intensité de la source lumineuse, ainsi que la contamination ou l'accumulation de saleté sur le chemin optique En conséquence, le capteur CARBOCAP® est extrêmement stable sur le long terme, autrement dit les opérateurs n'ont pas à se soucier de la dérive d'étalonnage ou de l'apparition d'un défaut éventuel.

 

Réfractomètre

La réfractométrie est une méthode bien connue pour mesurer la concentration de sucre dans les boissons et les produits à base de fruits, mais les réfractomètres sanitaires en ligne K-PATENTS® de Vaisala sont couramment utilisés dans d'innombrables applications de la fabrication alimentaire et de boissons pour la surveillance et le contrôle des processus. Par exemple, la mesure du degré Brix et des matières sèches est une procédure courante dans la fabrication des aliments et des boissons.

Contrairement à de nombreuses autres méthodes de mesure de la concentration de liquides, le réfractomètre Vaisala K-PATENTS n'est pas affecté par les particules, les bulles, les cristaux ou la couleur, de sorte que ces instruments peuvent être utilisés dans de nombreuses solutions pour identifier les liquides et surveiller la concentration des composants. Il est important de noter que le réfractomètre Vaisala est conforme aux exigences de l'EHEDG et de l'organisation des normes sanitaires des États-Unis 3-A destinées à assurer l'hygiène dans la production et la transformation des denrées alimentaires.

Des exemples d'application pour les réfractomètres en ligne Vaisala sont indiqués dans le tableau ci-contre, mais leur polyvalence est clairement démontrée par leur contribution à chaque étape du processus de brassage de la bière :
 

  1. Maltage – mesurer la concentration de moût dans l'eau au niveau du tuyau de sortie.
  2. Filtration – mesurer la concentration pour détecter le point d'arrêt approprié pour le rinçage.
  3. Ébullition du moût – mesures continues de l'intensité/densité du moût afin que le brasseur puisse déterminer exactement quand le moût a atteint la valeur requise.
  4. Filtrage dans le tourbillon – surveillance avant et/ou après le tourbillon pour s'assurer que les particules solides sont éliminées rapidement et efficacement afin de produire un moût clair et amer.
  5. Refroidissement – s'assurer que le moût amer contient la bonne concentration de solides dissous avant la fermentation.
  6. Fermentation - fournir aux brasseurs des informations en temps réel sur le processus et leur permettre de déterminer avec précision le moment où la fermentation est terminée.
  7. Filtration et maturation – contrôle qualité lors du délevurage.
  8. Remplissage et NEP – la surveillance continue des processus de remplissage et de NEP permet l'automatisation, réduit le gaspillage et diminue les coûts et la consommation d'énergie.
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Beer brewing process

 

Biogaz

À l'échelle mondiale, l'accent est mis sur les énergies renouvelables et la réduction des émissions de gaz à effet de serre pour atteindre le zéro émission nette visé par les pays et les organisations. Le biogaz offre la possibilité d'utiliser les déchets de l'agriculture et de la production alimentaire, et de remplacer les combustibles fossiles comme source d'énergie. De plus, les processus de biogaz produisent du digestat, qui est un engrais riche en nutriments, apte à compléter l'économie circulaire dans la production alimentaire. De plus, le biogaz peut produire de l'électricité à usage domestique et agricole.

Vaisala a développé une technologie pour optimiser le processus de biogaz. Ainsi, les sondes multigaz de Vaisala sont en moyen de surveiller le biogaz en ligne et en temps réel, ce qui permet aux opérateurs d'améliorer la qualité du biogaz, de réduire les coûts et d'optimiser l'efficience des processus. Ce dernier exemple montre comment Vaisala intervient à chaque étape du cycle alimentaire, de la production des aliments à la biométhanisation des déchets alimentaires.

 

Sommaire

La science peut être définie comme l'approfondissement et l'application des connaissances et de la compréhension, suivant une méthodologie systématique basée sur des preuves. Chez Vaisala, l'alimentation est une science ; les données de mesure de nos instruments éclairent les décisions et permettent d'optimiser l'efficacité. Chez Vaisala, la science est motivée par la curiosité. Avec 14 % du chiffre d'affaires investi dans la recherche et le développement, l'entreprise s'engage depuis toujours dans l'innovation. L'industrie agroalimentaire a énormément bénéficié des technologies que Vaisala a déjà développées, mais pour les scientifiques de l'entreprise, la plus grande source d'enthousiasme est la technologie qui n'a pas encore été dévoilée…


 

Références

  1. L'état de la sécurité alimentaire et de la nutrition dans le monde en 2021. Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture : https://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
  2. NU : Adaptation au changement climatique www.un.org/en/climatechange/science/key-findings#physical-science
  3. Bureau des Nations Unies pour la réduction des risques de catastrophe. Note d'orientation : Réduction des risques de catastrophe et changement climatique. www.undrr.org/publication/policy-brief-disaster-risk-reduction-and-climate-change
  4. Riddell et al. (October, 2020) The effect of temperature on persistence of SARS-CoV-2 on common surfaces. Virology Journal. https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-020-01418-7
  5. Meat plants—a new front line in the covid-19 pandemic. (July 2020) British Medical Journal. https://www.bmj.com/content/bmj/370/bmj.m2716.full.pdf

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